Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

димо спустить промежуточную колонну на глубину 850 м с целью перекрытия поглощающих отложений в интервале 600—800 м.

Учитывая наличие устойчивых пород и отсутствие напорных горизонтов в верхней части разреза, а также небольшую глубину спуска промежуточной колонны, кондуктор не спускаем. Глубина установки шахтового направления 5 м.

Диаметр эксплуатационной колонны принимаем равным 146 мм. Определяем диаметр долота для бурения под 146-мм эксплуата­

ционную колонну

^доЛ= 166 + 20 = 186 мм.

Принимаем 190 мм.

Определяем внутренний диаметр промежуточной колонны

£>£+ = 190+(6 + 8) = 196+ 198 мм.

Принимаем условный диаметр колонны 219 мм.

Определяем диаметр долота для бурения под 219-мм промежуточ-' ную колонну:

£>£+ = 245 + 30 = 275 мм.

Принимаем 269 мм.

Определяем внутренний диаметр шахтового направления

£)“•н = 269 + 80 = 349 мм.

ние конструкции скважины», и характеристикой геологического разреза высота подъема цементного раствора за направлением и про­ межуточной колонной принимается до устья, за эксплуатационной

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ОБСАДНЫХ ТРУБ

Сминающее давление определяется по формуле Г. М. Саркисова или по формуле Т. Е. Еременко.

288

Формула Г. М. Саркисова

Р а , = 1 Д « . п ( » т + В Д р ( l + 4PBZmin ) ~

- К К + £ « р ( ‘ + ^ г ) У - № к ' ^ } ’

где

D — наружный диаметр трубы в см; 6min — минимальная толщина стенки трубы в см, 6min = 0,8758; бо — условная расчетная средняя толщина стенки разностенной трубы в см, бо = 0,9256; б — номи­ нальная толщина стенки в см; Е — модуль упругости в кгс/см2; ат— предел текучести материала труб в кгс/см2; е — овальность трубы.

Формула Т. Е. Еременко

рсм== U я { [а + Я Я 2 (о,9 + 0,8- J -)

- У [а + ЕК2 (0 ,9 + 0,8 ) ] 2 - 3,6№ а ) ,

где

к = с ± ; * = 0 ,9 3 1 4 ;

С — коэффициент разностенности.

Критическое давление определяют по формуле Г. М. Саркисова.

й р - 1 ,и г т ,„{<т,+ В Д > ( 1 + 2рз^т1п )

- / [ < г , + И 5р ( 1 +15!| = - ) ] г - 4 £ Х Ц .

П р и м е ч а н и е . Сминающим называется давление, при котором про­ исходит смятие труб, а критическим — давление, при котором наибольшие на­ пряжения достигают предела текучести.

Страгивающая нагрузка резьбового соединения определяется по формуле Ф. И. Яковлева

я/)србо(Тт

Qстр

1 + J ^ Ct g( “ + P ) '

где Dcp — средний диаметр трубы по первой полной нитке, находя­ щейся в зацеплении (пятая нитка от сбега резьбы) в см; б о — тол­ щина стенки трубы по впадине первой полной нитки резьбы, находя­ щейся в зацеплении в см; I — длина резьбы до основной плоскости (до нитки с полным профилем) в см; a — угол между опорной''поверхностью резьбы и осью трубы; р — угол трения металла о металл.

19 З а к а з 4 8 4

П р и м е ч а н и е . Страгивающей нагрузкой называется растягивающая нагрузка, при которой напряжения, возникающие в нарезанном конце трубы, достигают предела текучести.

Внутреннее давление определяют по формуле Барлоу

2бцт

Рви ~~ 2) ’

где б — номинальная толщина стенки в см; D — наружный диаметр трубы в см; цт — предел текучести материала труб в кгс/см1.2

Растягивающая нагрузка, при которой напряжения в теле трубы достигают предела текучести, определяется по формуле

где D — наружный диаметр трубы в см: d — внутренний диаметр трубы в см.

Осевая нагрузка, действующая на трубы при спуске колонны на клиньях, при которой напряжения в теле трубы достигают пре­ дела текучести, определяется по формуле

FaT(1 + Х ) V К (0,38 + 0,5|П) t g (СС + Ф)

0,273+ (1 + К ) У К (0,38+0,5^7) t g (cc+ tp) ’

где F — площадь сечения трубы;

бУ з о - р2)

8 — толщина стенки трубы; В — средний радиус трубы; I — длина клина; а — угол наклона клина; ср — угол трения на поверхности клина; р — коэффициент Пуассона.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

1.' Расчет обсадных колонн на смятие.

При расчете по сминающему давлению коэффициент запаса проч­

При расчете по критическому давлению коэффициент запаса проч­

ного объекта коэффициент запаса прочности принимается 1,15.

2. Расчет на растяжение обсадных колонн с резьбовыми соедине­ ниями.

290

Коэффициенты запаса прочности на растяжение для обсадных колонн с резьбовыми соединениями принимаются равными:

1.15 — для колонн диаметром до 219 мм и длиной до 3500 м

и1,3 — для колонн того же диаметра, но длиной больше 3500 м; 1,25 — для колонн диаметром 219 мм и больше, длиной до 2000 м

и 1,4-Ь 1,5 — для колонн того же диаметра, но длиной больше

2000 м.

Верхний предел рекомендуется принимать для колонн больших размеров и составленных из высокопрочных труб.

3. Расчет на растяжение обсадных колонн со сварными соеди­ нениями.

Коэффициенты запаса прочности на растяжение для обсадных колонн со сварными соединениями принимаются равными:

1.15 (по прочности тела трубы) — для колонн длиной до 3500 м, сваренных методом контактной сварки оплавлением и 1,3 — для таких же колонн, но длиной больше 3500 м;

1.15 (по прочности тела трубы в месте выточки под центрирую­ щее кольцо) — для колонн длиной до 3500 м, сваренных методом электродуговой сварки, и 1,3 — для таких же колонн, но длиной больше 3500 м.

4. Расчет обсадных колонн на внутреннее давление. Коэффициент запаса прочности на внутреннее давление прини­

мается равным 1,3—1,5.

Величину овальности для эксплуатационных колонн рекомен­ дуется брать 1%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ

Задача 177. Определить коэффициент запаса прочности на смятие для 168-мм обсадной колонны, спущенной на глубину Н 2500 м, если нижняя секция колонны составлена из труб с толщиной стенки 11 мм. Трубы изготовлены из стали группы прочности Д; удельный вес глинистого раствора за колонной угл. р = 1,25 гс/см3; скважина газовая.

Решение. Определяем фактическое внешнее давление, дей­ ствующее на обсадную колонну,

Определяем коэффициент запаса прочности на смятие

Рем

®см

Р ф а к т